CN111511018B - 基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统 - Google Patents
基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统,通过从电视白频谱的预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM;基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;针对信道分类结果,优先采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描。本发明公开的WiFi网络定位不仅能够对有效信道进行区分,还能够通过监听信标帧和/或探测响应帧方法,直接的定位到可用信道,有效的提高网络传输速率。
Description
技术领域
本发明涉及无线局域网领域,更具体地说,涉及一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统。
背景技术
无线局域网技术的标准由IEEE 802.11标准协会建立。IEEE 802.11标准之中的IEEE 802.11a/b使用2.4GHz或者5GHz频带上的未授权频带来提供11Mbps(802.11b)或者54Mbps(802.11a)的传输效率。采用OFDM(正交频分复用)技术的802.11g提供54Mbps的传输效率。并且,采用MIMO-OFDM技术的802.11n提供用于4个空间流的300Mbps的传输效率。IEEE802.11n提供40MHz的信道带宽,并且在这种情况下提供最高达600Mbps的传输效率。
现在,正在建立用于规范空白区域中的WLAN操作的标准,称为802.11af。
空白区域可以包括UHF频带和VHF频带。未授权的装置可以使用已授权装置未使用的频谱(在下文中,可以称为‘空白区域’),当前为了有效的针对未授权装置如何有效地发现要连接的网络、如何有效的获取可用信道的信息、带信息的有效格式以及用于交换该信息的有效信令机制等进行了更多的讨论。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的缺陷,提供一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:构造一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法,包括以下步骤:
S1、从电视白频谱的预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM;
S2、基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;
S3、针对信道分类结果,首先,采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描,当存在多个可用网络的情况下,针对每个网络进行网络服务质量QOS能力及信息传输吞吐量能力的计算,根据计算结果进行网络优先级的排序,优先选择加入到优先级别高的网络中;
当前若不存在可用网络,则筛选出被主要用户占用的可用信道,确定数据传输时延、数据传输速率和传输的数据帧长度,计算信道利用率,基于所述信道利用率判断可用信道的占用情况,在信道利用率最小的信道下,进行现有网络的扫描;
在通过上述方法仍然无法进行现有网络选择的情况下,则返回到步骤S1进行预设站点的切换,重新进行空白区域映射WSM的获取,在依次执行后续步骤。
本发明公开的一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的系统,包括以下模块:
可用信道定位模块,用于从电视白频谱的预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM;
信道分类模块,用于基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;
现有网络扫描模块,用于针对信道分类结果,首先,采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描,当存在多个可用网络的情况下,针对每个网络进行网络服务质量QOS能力及信息传输吞吐量能力的计算,根据计算结果进行网络优先级的排序,优先选择加入到优先级别高的网络中;
当前若不存在可用网络,则筛选出被主要用户占用的可用信道,确定数据传输时延、数据传输速率和传输的数据帧长度,计算信道利用率,基于所述信道利用率判断可用信道的占用情况,在信道利用率最小的信道下,进行现有网络的扫描;
在通过上述方法仍然无法进行现有网络选择的情况下,则返回到可用信道定位模块进行预设站点的切换,重新进行空白区域映射WSM的获取。
在本发明所述的基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统中,不仅能够对有效信道进行区分,还能够通过监听信标帧和/或探测响应帧方法,直接的定位到可用信道,有效的提高网络传输速率。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,附图中:
图1是基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法流程图;
图2是基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的系统结构图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解,现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
请参考图1,其为基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法流程图,所述进行现有WiFi网络定位的方法,包括以下步骤:
S1、从预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM;
信道通俗讲,是指以传输媒介为基础的信号通路,信道的作用是传输信号,其提供一段频带让信号通过,同时又给信号加以限制和损害。本步骤中,基于空白区域映射WSM,来判断当前有哪些信道可以用来传输通信信号。
S2、基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;
本步骤中,由预设站点接收到发往目标用户终端的报文或服务器下发的配置信息,来获得主要用户特征,所述主要用户特征可以基于用户IP地址或MAC地址或通信端口来进行用户标记,最后,根据检测到的反映主要用户特征的信息,判断信道是否被主要用户占用。
本步骤中,通过检测信标信号,判断信道是否被次要用户占用。
基于上述两种方法,来进一步对信道进行分类,当前也不仅限于上述两种方式,也可以根据信道的数据传输质量或信道占用率等反映信号传输质量的标识,进行信道分类。
其中,本步骤中,可以通过检测接收信号的功率及强度,进行信道占用度的计算,将所述信道占用度与预设的阈值进行比较,例如,当前检测到得信道占用度为55%,而设定在占用度低于10%的情况下,才判断信道为可用信道,则当前进行判断后,可得到所述可用信道已被占用,不建议基于当前可用信道进行现有网络得检测。
S3、针对信道分类结果,首先,采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描,当存在多个可用网络的情况下,针对每个网络进行网络服务质量QOS能力及信息传输吞吐量能力的计算,根据计算结果进行网络优先级的排序,优先选择加入到优先级别高的网络中;
本步骤中,考虑到会出现多个现有网络并存的情况,因此,结合考虑每个现有网络的网络服务质量QOS能力和数据传输质量,进行优先级的排序,其中,优先级别排序越高的网络,其网络服务质量QOS能力和数据传输质量越高,可优先考虑该网络。
当前若不存在可用网络,则筛选出被主要用户占用的可用信道,确定数据传输时延、数据传输速率和传输的数据帧长度,计算信道利用率,基于所述信道利用率判断可用信道的占用情况,在信道利用率最小的信道下,进行现有网络的扫描;
本步骤中,考虑到基于次要用户无法检测出现有网络的特殊情况,因此,再上述情况发生的情况下,进行主要用户占用信道的扫描,为了不影响主要用户对于信道的占用优势,结合考虑信道利用率,再判断主要用户对信道利用率大的情况下,则考虑放弃该信道,最终,选择在信道利用率小的信道下,进行网络扫描,依次,在扫描到若干个现有网络的情况下,对扫描到的网络进行优先级的排序,在进行网络选择。
在通过上述方法仍然无法进行现有网络选择的情况下,则返回到步骤S1进行预设站点的切换,重新进行空白区域映射WSM的获取,再依次执行后续步骤,本步骤中,在需要进行预设站点切换的情况下,获取切换方式信息,所述切换方式信息中包含至少两个备选站点的优先级信息;当前根据备选站点的优先级信息确认切换站点,所述切换站点为优先级最高的备选站点。
当前进行站点切换得流程为:
首先,待切换站点向预设站点发送切换指令,所述切换指令用于指示优先级最高的备选站点进行站点切换;
所述待切换站点根据接收到的备选站点反馈的字段切换指令,进行站点切换;其中,设定时间阈值T,在所述待切换站点等待时间T之后,仍然没有接收到备选站点反馈的字段切换指令,则认为当前待切换站点与备选站点连接失败,基于切换方式中获取到的优先级信息,所述待切换站点获取对应的第二优先级站点信息,并更新切换指令中的切换标识,重新进行第二优先级站点的定位,直到成功建立于备选站点的连接。
请参考图2,其为基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的系统结构图,其包括以下模块:
可用信道定位模块L1用于从预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM。
信道分类模块L2用于基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;其中:
所述信道分类模块L2中还包括主要用户分类模块L21,所述主要用户分类模块L21用于接收到发往目标用户终端的报文或服务器下发的配置信息,来获得主要用户特征,所述主要用户特征包括用户IP地址或MAC地址或通信端口,根据检测到的反映主要用户特征的信息,判断信道是否被主要用户占用。
所述信道分类模块L2中还包括次要用户分类模块L22,所述次要用户分类模块L22用于通过检测信标信号,判断信道是否被次要用户占用。
现有网络扫描模块L3用于针对信道分类结果,首先,采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描,当存在多个可用网络的情况下,针对每个网络进行网络服务质量QOS能力及信息传输吞吐量能力的计算,根据计算结果进行网络优先级的排序,优先选择加入到优先级别高的网络中;
当前若不存在可用网络,则筛选出被主要用户占用的可用信道,确定数据传输时延、数据传输速率和传输的数据帧长度,计算信道利用率,基于所述信道利用率判断可用信道的占用情况,在信道利用率最小的信道下,进行现有网络的扫描;
在通过上述方法仍然无法进行现有网络选择的情况下,则返回到可用信道定位模块进行预设站点的切换,重新进行空白区域映射WSM的获取。
其中,所述现有网络扫描模块L3中还包括预设站点切换模块L31,所述预设站点切换模块L31用于在需要进行预设站点切换的情况下,获取切换方式信息,所述切换方式信息中包含至少两个备选站点的优先级信息;当前根据备选站点的优先级信息确认切换站点,所述切换站点为优先级最高的备选站点。
在本发明所述的基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法及系统中,不仅能够对有效信道进行区分,还能够通过监听信标帧和/或探测响应帧方法,直接的定位到可用信道,有效的提高网络传输速率,具有良好的市场应用前景。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、从预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM;
S2、基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;
S3、针对信道分类结果,首先,采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描,当存在多个可用网络的情况下,针对每个网络进行网络服务质量QOS能力及信息传输吞吐量能力的计算,根据计算结果进行网络优先级的排序,优先选择加入到优先级别高的网络中;
当前若不存在可用网络,则筛选出被主要用户占用的可用信道,确定数据传输时延、数据传输速率和传输的数据帧长度,计算信道利用率,基于所述信道利用率判断可用信道的占用情况,在信道利用率最小的信道下,进行现有网络的扫描;
在通过上述方法仍然无法进行现有网络选择的情况下,则返回到步骤S1进行预设站点的切换,重新进行空白区域映射WSM的获取,在依次执行后续步骤。
2.根据权利要求1所述的现有WiFi网络定位的方法,其特征在于,步骤S2中,接收到发往目标用户终端的报文或服务器下发的配置信息,来获得主要用户特征,所述主要用户特征包括用户IP地址或MAC地址或通信端口,根据检测到的反映主要用户特征的信息,判断信道是否被主要用户占用。
3.根据权利要求1所述的现有WiFi网络定位的方法,其特征在于,步骤S2中,通过检测信标信号,判断信道是否被次要用户占用。
4.根据权利要求1所述的现有WiFi网络定位的方法,其特征在于,步骤S2中,检测接收信号的功率及强度,进行信道占用度的计算,将所述信道占用度与预设的阈值进行比较,判断可用信道是否被使用。
5.根据权利要求1所述的现有WiFi网络定位的方法,其特征在于,步骤S3中,在需要进行预设站点切换的情况下,获取切换方式信息,所述切换方式信息中包含至少两个备选站点的优先级信息;当前根据备选站点的优先级信息确认切换站点,所述切换站点为优先级最高的备选站点。
6.根据权利要求5所述的现有WiFi网络定位的方法,其特征在于,待切换站点向预设站点发送切换指令,所述切换指令用于指示优先级最高的备选站点进行站点切换;
所述待切换站点根据接收到的备选站点反馈的字段切换指令,进行站点切换;其中,设定时间阈值T,在所述待切换站点等待时间T之后,仍然没有接收到备选站点反馈的字段切换指令,则所述待切换站点获取第二优先级站点信息,并更新切换指令中的切换标识,进行第二优先级站点的定位。
7.一种基于信道分类结果进行现有WiFi网络定位的系统,其特征在于,包括以下模块:
可用信道定位模块,用于从预设站点接收包括所有可用信道信息的空白区域映射WSM;
信道分类模块,用于基于所述空白区域映射WSM判断每个可用信道是否被使用,当确定信道被使用时,将信道进行分类,所述分类包括信道被主要用户使用,以及信道被一个或多个次要用户使用;
现有网络扫描模块,用于针对信道分类结果,首先,采用监听信标帧和/或探测响应帧方法,针对优先筛选出被次要用户使用的可用信道,进行当前所有可用信道下是否存在可用网络的扫描,当存在多个可用网络的情况下,针对每个网络进行网络服务质量QOS能力及信息传输吞吐量能力的计算,根据计算结果进行网络优先级的排序,优先选择加入到优先级别高的网络中;
当前若不存在可用网络,则筛选出被主要用户占用的可用信道,确定数据传输时延、数据传输速率和传输的数据帧长度,计算信道利用率,基于所述信道利用率判断可用信道的占用情况,在信道利用率最小的信道下,进行现有网络的扫描;
在通过上述方法仍然无法进行现有网络选择的情况下,则返回到可用信道定位模块进行预设站点的切换,重新进行空白区域映射WSM的获取。
8.根据权利要求7所述的现有WiFi网络定位的系统,其特征在于,信道分类模块中还包括主要用户分类模块,所述主要用户分类模块用于接收到发往目标用户终端的报文或服务器下发的配置信息,来获得主要用户特征,所述主要用户特征包括用户IP地址或MAC地址或通信端口,根据检测到的反映主要用户特征的信息,判断信道是否被主要用户占用。
9.根据权利要求7所述的现有WiFi网络定位的系统,其特征在于,信道分类模块中还包括次要用户分类模块,所述次要用户分类模块用于通过检测信标信号,判断信道是否被次要用户占用。
10.根据权利要求7所述的现有WiFi网络定位的系统,其特征在于,现有网络扫描模块中还包括预设站点切换模块,所述预设站点切换模块用于在需要进行预设站点切换的情况下,获取切换方式信息,所述切换方式信息中包含至少两个备选站点的优先级信息;当前根据备选站点的优先级信息确认切换站点,所述切换站点为优先级最高的备选站点。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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